edisi ke-5, ster. - M.: 2006.- 352 hal.

Buku ini dalam bentuk yang ringkas dan mudah diakses menyajikan materi tentang semua bagian program kursus "Fisika" - dari mekanika hingga fisika inti atom dan partikel elementer. Untuk mahasiswa universitas. Berguna untuk mengulang materi yang dibahas dan dalam mempersiapkan ujian di universitas, sekolah teknik, perguruan tinggi, sekolah, departemen persiapan dan kursus.

Format: djvu/zip

Ukuran: 7,45 Mb

Unduh:

RGhost

DAFTAR ISI
Kata Pengantar 3
Pendahuluan 4
mata pelajaran fisika 4
Koneksi fisika dengan ilmu-ilmu lain 5
1. LANDASAN FISIK MEKANIKA 6
Mekanika dan strukturnya 6
Bab 1. Elemen kinematika 7
Model dalam mekanika. Persamaan kinematika gerak poin materi. Lintasan, panjang lintasan, vektor perpindahan. Kecepatan. Percepatan dan komponennya. Kecepatan sudut. percepatan sudut.
Bab 2 Dinamika titik material dan gerak translasi benda tegar 14
hukum pertama Newton. Bobot. Kekuatan. hukum kedua dan ketiga Newton. Hukum kekekalan momentum. Hukum gerak pusat massa. Kekuatan gesekan.
Bab 3. Usaha dan Energi 19
Usaha, energi, daya. Energi kinetik dan energi potensial. Hubungan antara gaya konservatif dan energi potensial. Energi penuh. Hukum kekekalan energi. Representasi grafis energi. Pukulan yang benar-benar tangguh. Dampak yang benar-benar tidak elastis
Bab 4 Mekanika Padat 26
Momen inersia. teorema Steiner. Momen kekuasaan. Energi kinetik rotasi. Persamaan dinamika gerak rotasi benda tegar. Momentum sudut dan hukum kekekalannya. Deformasi benda tegar. hukum Hooke. Hubungan antara regangan dan stres.
Bab 5 Elemen teori medan 32
Hukum gravitasi universal. Karakteristik medan gravitasi. Bekerja di medan gravitasi. Hubungan antara potensi medan gravitasi dan intensitasnya. kecepatan ruang. Kekuatan inersia.
Bab 6. Elemen mekanika fluida 36
Tekanan dalam zat cair dan gas. Persamaan kontinuitas. persamaan Bernoulli. Beberapa aplikasi persamaan Bernoulli. Viskositas (gesekan internal). Rezim aliran fluida.
Bab 7. Elemen teori khusus relativitas 41
Prinsip relativitas mekanik. transformasi Galilea. postulat SRT. transformasi Lorentz. Konsekuensi dari transformasi Lorentz (1). Konsekuensi dari transformasi Lorentz (2). Interval antar peristiwa. Hukum dasar dinamika relativistik. Energi dalam dinamika relativistik.
2. DASAR-DASAR FISIKA MOLEKULER DAN TERMODINAMIKA 48
Bab 8 gas ideal 48
Cabang-cabang fisika: fisika molekuler dan termodinamika. Metode untuk mempelajari termodinamika. skala suhu. Gas ideal. Hukum Boyle-Marie-otga, Avogadro, Dalton. hukum Gay-Lussac. persamaan Clapeyron-Mendeleev. Persamaan dasar teori molekul-kinetik. Hukum Maxwell tentang distribusi molekul gas ideal dengan kecepatan. rumus barometrik. distribusi Boltzmann. Berarti jalur bebas molekul. Beberapa percobaan mengkonfirmasi MKT. Fenomena transfer (1). Fenomena transfer (2).
Bab 9. Dasar-dasar Termodinamika 60
Energi dalam. Jumlah derajat kebebasan. Hukum tentang distribusi energi yang seragam di atas derajat kebebasan molekul. Hukum pertama termodinamika. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volumenya berubah. Kapasitas panas (1). Kapasitas panas (2). Penerapan hukum pertama termodinamika untuk isoproses (1). Penerapan hukum pertama termodinamika untuk isoproses (2). proses adiabatik. Proses melingkar (siklus). Proses reversibel dan ireversibel. Entropi (1). Entropi (2). Hukum kedua termodinamika. Mesin termal. teorema Karno. Mesin pendingin. Siklus Carnot.
Bab 10 Nyata Gas, Cairan, dan Padatan 76
Gaya dan energi potensial interaksi antarmolekul. Persamaan Van der Waals (persamaan keadaan gas nyata). Isoterm Van der Waals dan analisisnya (1). Isoterm Van der Waals dan analisisnya (2). Energi internal gas nyata. Cairan dan deskripsinya. Tegangan permukaan zat cair. Membasahi. fenomena kapiler. Padatan: kristal dan amorf. Mono- dan polikristal. Tanda kristalografi kristal. Jenis-jenis kristal menurut ciri fisiknya. Cacat pada kristal. Penguapan, sublimasi, peleburan, dan kristalisasi. Transisi fase. diagram negara. Tiga poin. Analisis diagram keadaan eksperimental.
3. LISTRIK DAN ELEKTROMAGNETISME 94
Bab 11 Elektrostatika 94
Muatan listrik dan sifat-sifatnya. Hukum kekekalan muatan. hukum Coulomb. Intensitas medan elektrostatik. Garis kuat medan elektrostatik. Aliran vektor tegangan. Prinsip superposisi. bidang dipol. Teorema Gauss untuk medan elektrostatik dalam ruang hampa. Penerapan teorema Gauss untuk perhitungan medan dalam ruang hampa (1). Penerapan teorema Gauss untuk perhitungan medan dalam ruang hampa (2). Sirkulasi vektor kekuatan medan elektrostatik. Potensi medan elektrostatik. Perbedaan potensial. Prinsip superposisi. Hubungan antara tegangan dan potensi. permukaan ekuipotensial. Perhitungan beda potensial dari kuat medan. Jenis dielektrik. Polarisasi dielektrik. Polarisasi. Kuat medan dalam dielektrik. perpindahan listrik. Teorema Gauss untuk medan dalam dielektrik. Kondisi pada antarmuka antara dua media dielektrik. Konduktor dalam medan elektrostatik. Kapasitas listrik. kapasitor datar. Menghubungkan kapasitor ke baterai. Energi sistem muatan dan konduktor soliter. Energi kapasitor yang bermuatan. Energi medan elektrostatik.
Bab 12
Arus listrik, kekuatan dan rapat arus. Pasukan pihak ketiga. Gaya gerak listrik (EMF). Voltase. resistansi konduktor. Hukum Ohm untuk bagian homogen dalam rangkaian tertutup. Kerja dan daya saat ini. Hukum Ohm untuk bagian rantai yang tidak homogen (hukum Ohm umum (GEO)). Aturan Kirchhoff untuk rantai bercabang.
Bab 13. Arus listrik dalam logam, vakum dan gas 124
Sifat pembawa arus dalam logam. Teori klasik konduktivitas listrik logam (1). Teori klasik konduktivitas listrik logam (2). Fungsi kerja elektron dari logam. fenomena emisi. Ionisasi gas. Pelepasan gas yang tidak mandiri. Pelepasan gas independen.
Bab 14. Medan magnet 130
Deskripsi medan magnet. Sifat dasar medan magnet. Garis induksi magnet. Prinsip superposisi. Hukum Biot-Savart-Laplace dan penerapannya. hukum Ampere. Interaksi arus paralel Konstanta magnetik. Satuan B dan H. Medan magnet dari muatan yang bergerak. Aksi medan magnet pada muatan yang bergerak. Pergerakan partikel bermuatan dalam
Medan gaya. Teorema sirkulasi vektor B. Medan magnet solenoida dan toroida. Fluks vektor induksi magnet. Teorema Gauss untuk medan B. Bekerja untuk menggerakkan konduktor dan sirkuit pembawa arus dalam medan magnet.
Bab 15. Induksi elektromagnetik 142
Eksperimen Faraday dan konsekuensinya. Hukum Faraday (hukum induksi elektromagnetik). aturan Lenz. EMF induksi pada konduktor tetap. Rotasi bingkai dalam medan magnet. Arus Eddy. Induktansi lingkaran. Induksi diri. Arus saat membuka dan menutup sirkuit. Induksi bersama. Transformer. Energi medan magnet.
Bab 16. Sifat magnetik materi 150
Momen magnetik elektron. Dia- dan paramagnet. Magnetisasi. Medan magnet dalam materi. Hukum arus total untuk medan magnet dalam suatu zat (teorema sirkulasi vektor B). Teorema tentang sirkulasi vektor H. Kondisi pada antarmuka antara dua magnet. Ferromagnet dan sifat-sifatnya.
Bab 17
Medan listrik pusaran. Arus bias (1). Arus bias (2). Persamaan Maxwell untuk medan elektromagnetik.
4. OSilasi DAN GELOMBANG 160
Bab 18 osilasi elektromagnetik 160
Getaran: bebas dan harmonis. Periode dan frekuensi getaran. Memutar metode vektor amplitudo. Getaran harmonik mekanis. Osilator harmonik. Pendulum: pegas dan matematika. Pendulum fisik. Getaran bebas dalam rangkaian osilasi yang diidealkan. Persamaan osilasi elektromagnetik untuk kontur ideal. Penambahan getaran harmonik dengan arah dan frekuensi yang sama. ketukan. Penambahan osilasi yang saling tegak lurus. Osilasi teredam bebas dan analisisnya. Osilasi teredam bebas dari pendulum pegas. Penurunan atenuasi. Osilasi teredam bebas dalam rangkaian osilasi listrik. Faktor kualitas sistem osilasi. Getaran mekanis paksa. Osilasi elektromagnetik paksa. Arus bolak-balik. arus melalui resistor. Arus bolak-balik yang mengalir melalui sebuah induktor L. Arus bolak-balik yang mengalir melalui sebuah kapasitor C. Suatu rangkaian arus bolak-balik yang berisi sebuah resistor, sebuah induktor dan sebuah kapasitor yang dihubungkan secara seri. Resonansi tegangan (resonansi seri). Resonansi arus (resonansi paralel). Daya yang dialokasikan dalam rangkaian arus bolak-balik.
Bab 19 Gelombang Elastis 181
proses gelombang. Gelombang longitudinal dan transversal. Gelombang harmonik dan penjelasannya. Persamaan gelombang berjalan. kecepatan fase. persamaan gelombang. Prinsip superposisi. kecepatan kelompok. Interferensi gelombang. Gelombang berdiri. Gelombang suara. Efek Doppler dalam akustik. Menerima gelombang elektromagnetik. Skala gelombang elektromagnetik. persamaan diferensial
gelombang elektromagnetik. Konsekuensi dari teori Maxwell. Vektor kerapatan fluks energi elektromagnetik (vektor Umov-Poinging). Impuls medan elektromagnetik.
5. OPTIK. SIFAT RADIASI KUANTUM 194
Bab 20. Elemen Optik Geometris 194
Hukum dasar optik. Refleksi penuh. Lensa, lensa tipis, karakteristiknya. Formula lensa tipis. Kekuatan optik lensa. Konstruksi gambar dalam lensa. Penyimpangan (kesalahan) sistem optik. Besaran energi dalam fotometri. Besaran cahaya dalam fotometri.
Bab 21 Gangguan Cahaya 202
Turunan hukum pemantulan dan pembiasan cahaya berdasarkan teori gelombang. koherensi dan monokromatisitas gelombang cahaya. Gangguan ringan. Beberapa metode untuk mengamati interferensi cahaya. Perhitungan pola interferensi dari dua sumber. Garis-garis dengan kemiringan yang sama (gangguan dari pelat bidang-paralel). Garis-garis dengan ketebalan yang sama (gangguan dari pelat dengan ketebalan yang bervariasi). cincin Newton. Beberapa aplikasi interferensi (1). Beberapa aplikasi interferensi (2).
Bab 22 Difraksi Cahaya 212
Prinsip Huygens-Fresnel. Metode zona Fresnel (1). Metode zona Fresnel (2). Difraksi Fresnel oleh lubang melingkar dan piringan. Difraksi Fraunhofer oleh celah (1). Difraksi Fraunhofer oleh celah (2). Difraksi Fraunhofer pada kisi difraksi. Difraksi pada kisi spasial. kriteria Rayleigh. Resolusi perangkat spektral.
Bab 23. Interaksi gelombang elektromagnetik dengan materi 221
dispersi cahaya. Perbedaan spektrum difraksi dan prismatik. Dispersi normal dan anomali. Teori dispersi elektronik dasar. Penyerapan (absorbsi) cahaya. Efek Doppler.
Bab 24 Polarisasi Cahaya 226
Cahaya alami dan terpolarisasi. hukum Malus. Lintasan cahaya melalui dua polarizer. Polarisasi cahaya selama pemantulan dan pembiasan pada antarmuka dua dielektrik. Refraksi ganda. kristal positif dan negatif. Prisma dan polaroid terpolarisasi. Rekor seperempat gelombang. Analisis cahaya terpolarisasi. Anisotropi optik buatan. Rotasi bidang polarisasi.
Bab 25. Sifat Kuantum Radiasi 236
radiasi termal dan karakteristiknya. Hukum Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien. formula Rayleigh-Jeans dan Planck. Memperoleh dari rumus Planck hukum khusus radiasi termal. Suhu: radiasi, warna, kecerahan. Karakteristik volt-ampere dari efek fotolistrik. Hukum efek fotolistrik. persamaan Einstein. momentum foton. Tekanan ringan. Efek Compton. Kesatuan sifat sel dan gelombang radiasi elektromagnetik.
6. ELEMEN FISIKA KUANTUM ATOM DAN MOLEKULIT PADAT 246
Bab 26 Teori Bohr tentang Atom Hidrogen 246
Model atom oleh Thomson dan Rutherford. Spektrum linier atom hidrogen postulat Bohr. Eksperimen oleh Frank dan Hertz. Spektrum atom hidrogen menurut Bohr.
Bab 27. Elemen Mekanika Kuantum 251
Dualisme gelombang sel dari sifat-sifat materi. Beberapa sifat gelombang de Broglie. Hubungan ketidakpastian. Pendekatan probabilistik untuk deskripsi mikropartikel. Deskripsi mikropartikel menggunakan fungsi gelombang. Prinsip superposisi. Persamaan Umum Schrödinger. Persamaan Schrödinger untuk keadaan stasioner. Gerak partikel bebas. Sebuah partikel dalam "sumur potensial" persegi panjang satu dimensi dengan "dinding" yang sangat tinggi. Potensi penghalang bentuk persegi panjang. Lintasan partikel melalui penghalang potensial. efek terowongan. Osilator harmonik linier di mekanika kuantum.
Bab 28. Unsur-unsur Fisika Atom dan Molekul Modern 263
Atom mirip hidrogen dalam mekanika kuantum. bilangan kuantum. Spektrum atom hidrogen keadaan ls elektron dalam atom hidrogen. Putaran elektron. Putar bilangan kuantum. Prinsip ketidakterbedaan partikel identik. Fermion dan boson. prinsip Pauli. Distribusi elektron dalam atom berdasarkan keadaan. Spektrum sinar-X kontinu (bremsstrahlung). Spektrum sinar-x karakteristik. hukum Moseley. Molekul: ikatan kimia, konsep tingkat energi. Spektrum molekul. Penyerapan. Emisi spontan dan paksa. Lingkungan aktif. Jenis laser. Prinsip pengoperasian laser solid-state. laser gas. Sifat radiasi laser.
Bab 29. Elemen Fisika Padat 278
Teori zona padatan. Logam, dielektrik dan semikonduktor pada teori zona. Konduktivitas intrinsik semikonduktor. Konduktivitas pengotor elektronik (konduktivitas tipe-n). Konduktivitas pengotor donor (konduktivitas tipe-p). Fotokonduktivitas semikonduktor. Pendaran benda padat. Kontak semikonduktor elektronik dan lubang (persimpangan pn). Konduktivitas p-dan-persimpangan. dioda semikonduktor. Trioda semikonduktor (transistor).
7. UNSUR FISIKA NUKLIR DAN PARTIKEL DASAR 289
Bab 30
Inti atom dan deskripsinya. cacat massa. Energi ikat inti. Putaran inti dan momen magnetnya. Nuklir merembes. model kernel. Radiasi radioaktif dan jenisnya. Hukum peluruhan radioaktif. Aturan perpindahan. keluarga radioaktif. a-Dekomposisi. p-pembusukan. y-Radiasi dan sifat-sifatnya. Perangkat untuk pendaftaran radiasi dan partikel radioaktif. penghitung kilau. Ruang ionisasi berdenyut. penghitung pelepasan gas. penghitung semikonduktor. kamar Wilson. Difusi dan ruang gelembung. Emulsi fotografi nuklir. Reaksi nuklir dan klasifikasinya. Positron. P + - Peluruhan. Pasangan elektron-positron, pemusnahannya. Penangkapan elektronik. Reaksi nuklir di bawah aksi neutron. reaksi fisi nuklir. Reaksi fisi berantai. Reaktor nuklir. Reaksi peleburan inti atom.
Bab 31
Radiasi kosmik. Muon dan sifat-sifatnya. Meson dan sifat-sifatnya. Jenis interaksi partikel elementer. Deskripsi tiga kelompok partikel elementer. Partikel dan antipartikel. Neutrino dan antineutrino, jenisnya. hiperon. Keanehan dan paritas partikel elementer. Karakteristik lepton dan hadron. Klasifikasi partikel elementer Quark.
Sistem periodik unsur D. I. Mendeleev 322
Hukum dasar dan rumus 324
Indeks 336

pengantar
Pokok bahasan fisika dan hubungannya dengan ilmu-ilmu lain
"Materi adalah kategori filosofis untuk menunjuk realitas objektif, yang ... ditampilkan oleh sensasi kita, yang ada secara independen dari mereka" (Lenin V.I. Poli. sobr. soch. T. 18. P. 131).
Gerak adalah sifat integral dari materi dan bentuk keberadaannya. Gerakan dalam arti luas adalah semua jenis perubahan materi - dari perpindahan sederhana ke proses berpikir yang paling kompleks. "Gerakan, dianggap dalam arti kata yang paling umum, yaitu, dipahami sebagai cara keberadaan materi, sebagai atribut yang melekat pada materi, mencakup semua perubahan dan proses yang terjadi di Semesta, mulai dari gerakan sederhana hingga pemikiran" ( Engels F. Dialektika alam - K¦ Marx, F. Engels, Op.2nd ed., vol.20, p.391).
Berbagai bentuk gerak materi dipelajari oleh berbagai ilmu pengetahuan, termasuk fisika. Subjek fisika, seperti halnya ilmu apa pun, hanya dapat diungkapkan jika disajikan secara rinci. Agak sulit untuk memberikan definisi yang tegas tentang subjek fisika, karena batas-batas antara fisika dan sejumlah disiplin ilmu terkait bersifat arbitrer. Pada tahap perkembangan ini, tidak mungkin mempertahankan definisi fisika hanya sebagai ilmu alam.
Akademisi A.F. Ioffe (1880 - 1960; fisikawan Soviet) mendefinisikan fisika sebagai ilmu yang mempelajari sifat-sifat umum dan hukum gerak materi dan medan. Sekarang diterima secara umum bahwa semua interaksi dilakukan melalui medan, seperti medan gaya gravitasi, elektromagnetik, nuklir. Medan, bersama dengan materi, adalah salah satu bentuk keberadaan materi. Hubungan yang tak terpisahkan antara bidang dan materi, serta perbedaan dalam sifat-sifatnya, akan dipertimbangkan saat kursus berlangsung.
Fisika adalah ilmu yang paling sederhana dan sekaligus bentuk paling umum dari gerak materi dan transformasi timbal baliknya. Bentuk-bentuk gerak materi yang dipelajari oleh fisika (mekanik, termal, dll.) ada di semua bentuk gerak materi yang lebih tinggi dan lebih kompleks (kimia, biologi, dll.). Oleh karena itu mereka, sebagai yang paling sederhana, pada saat yang sama merupakan bentuk gerak materi yang paling umum. Bentuk gerak materi yang lebih tinggi dan lebih kompleks adalah subjek studi ilmu-ilmu lain (kimia, biologi, dll.).
Fisika erat kaitannya dengan ilmu-ilmu alam. Seperti yang dikatakan oleh Akademisi S.I. Vavilov (1891-1955; fisikawan Soviet dan tokoh masyarakat), hubungan erat antara fisika dan cabang-cabang ilmu alam lainnya telah menyebabkan fakta bahwa fisika telah berkembang menjadi astronomi, geologi, kimia, biologi, dan ilmu-ilmu alam lainnya dengan akar terdalam. Akibatnya, sejumlah disiplin ilmu baru yang terkait telah muncul, seperti astrofisika, geofisika, kimia fisik, biofisika, dll.
Fisika berhubungan erat dengan teknologi, dan hubungan ini bersifat dua arah. Fisika tumbuh dari kebutuhan teknologi (perkembangan mekanika di kalangan Yunani kuno, misalnya, disebabkan oleh tuntutan konstruksi dan peralatan militer waktu itu), dan teknologi, pada gilirannya, menentukan arah penelitian fisik (misalnya, pada suatu waktu tugas menciptakan mesin panas paling ekonomis menyebabkan perkembangan termodinamika yang pesat). Di sisi lain, tingkat teknis produksi tergantung pada perkembangan fisika. Fisika adalah dasar untuk penciptaan cabang-cabang teknologi baru (teknologi elektronik, teknologi nuklir, dll).
Fisika erat kaitannya dengan filsafat. Penemuan-penemuan besar dalam bidang fisika seperti hukum kekekalan dan transformasi energi, hubungan ketidakpastian dalam fisika atom, dan lain-lain, telah dan merupakan tempat perebutan sengit antara materialisme dan idealisme. Kesimpulan filosofis yang benar dari penemuan-penemuan ilmiah di bidang fisika selalu menegaskan ketentuan utama materialisme dialektis, oleh karena itu studi tentang penemuan-penemuan ini dan generalisasi filosofisnya memainkan peran penting dalam pembentukan pandangan dunia ilmiah.
Pesatnya perkembangan fisika, hubungannya yang berkembang dengan teknologi menunjukkan peran ganda kursus fisika di lembaga pendidikan tinggi, "di satu sisi, ini adalah dasar mendasar untuk pelatihan teoretis seorang insinyur, yang tanpanya kegiatan yang sukses tidak mungkin, sebaliknya, ini adalah pembentukan pandangan dialektis-materialistik dan ilmiah-ateistik.

Satuan besaran fisika
Metode utama penelitian dalam fisika adalah pengalaman - pengetahuan sensorik-empiris tentang realitas objektif berdasarkan praktik, yaitu, pengamatan fenomena yang sedang dipelajari di bawah kondisi yang diperhitungkan secara tepat yang memungkinkan untuk memantau jalannya fenomena dan berulang kali mereproduksinya ketika kondisi ini berulang.
Hipotesis diajukan untuk menjelaskan fakta eksperimental. Hipotesis adalah asumsi ilmiah yang diajukan untuk menjelaskan suatu fenomena dan memerlukan verifikasi eksperimental dan pembenaran teoretis agar menjadi teori ilmiah yang andal.
Sebagai hasil dari generalisasi fakta eksperimental, serta hasil kegiatan orang, fisik
hukum kal - pola objektif berulang yang stabil yang ada di alam. Hukum yang paling penting menetapkan hubungan antara kuantitas fisik, yang diperlukan untuk mengukur kuantitas ini. Pengukuran besaran fisika adalah tindakan yang dilakukan dengan bantuan alat ukur untuk menemukan nilai besaran fisika dalam satuan yang diterima. Satuan besaran fisis dapat dipilih secara sewenang-wenang, tetapi kemudian akan ada kesulitan dalam membandingkannya. Oleh karena itu, disarankan untuk memperkenalkan sistem satuan yang mencakup satuan semua besaran fisik dan memungkinkan Anda untuk mengoperasikannya.
Untuk membangun sistem satuan, satuan dipilih secara sewenang-wenang untuk beberapa besaran fisis independen. Satuan ini disebut dasar. Besaran-besaran yang tersisa dan satuannya diturunkan dari hukum-hukum yang menghubungkan besaran-besaran ini dengan besaran-besaran utama. Mereka disebut turunan.

Di Uni Soviet, menurut Standar Negara (GOST 8.417 - 81), Sistem Internasional (SI) wajib digunakan, yang didasarkan pada tujuh unit dasar - meter, kilogram, detik, ampere, kelvin, mol, candela - dan dua tambahan satu - radian dan steradian .
Satu meter (m) adalah panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299.792.458 s.
Kilogram (kg) adalah massa yang sama dengan massa prototipe internasional kilogram (silinder platinum-iridium disimpan di Biro Berat dan Ukuran Internasional di Sevres, dekat Paris).
Sekon (s) adalah waktu yang setara dengan 9.192.631.770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hiperhalus dari keadaan dasar atom cesium-133.
Ampere (A) - kekuatan arus yang tidak berubah, yang, ketika melewati dua konduktor lurus paralel dengan panjang tak terbatas dan penampang yang dapat diabaikan, terletak dalam ruang hampa pada jarak 1 m dari satu sama lain, menciptakan gaya antara konduktor ini sama hingga 2 10-7 N untuk setiap panjang meter.
Kelvin (K) - 1/273,16 suhu termodinamika titik tripel air.
Mol (mol) - jumlah zat suatu sistem yang mengandung elemen struktural sebanyak jumlah atom dalam nuklida | 2C dengan massa 0,012 kg.
Candela (cd) - intensitas cahaya dalam arah tertentu dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540-1012 Hz, intensitas energi cahaya yang dalam arah ini adalah 1/683 W / sr.
Radian (rad) - sudut antara dua jari-jari lingkaran, panjang busur di antaranya sama dengan jari-jari.
Steradian (sr) - sudut padat dengan titik di tengah bola, memotong pada permukaan bola area yang sama dengan luas persegi dengan sisi yang sama dengan jari-jari bola.
Untuk menetapkan satuan turunan, digunakan hukum fisika yang menghubungkannya dengan satuan dasar. Misalnya, dari rumus untuk gerak lurus beraturan v \u003d s / t (s adalah jarak yang ditempuh, i adalah waktu), satuan turunan dari kecepatan adalah 1 m / s.
Dimensi besaran fisika adalah ekspresinya dalam satuan dasar. Melanjutkan, misalnya, dari hukum kedua Newton, kita memperoleh bahwa dimensi gaya
di mana M adalah dimensi massa; L adalah dimensi panjang; T adalah dimensi waktu.
Dimensi kedua bagian persamaan fisika harus sama, karena hukum fisika tidak dapat bergantung pada pilihan satuan besaran fisika.
Berasal dari ini, dimungkinkan untuk memeriksa kebenaran formula fisik yang diperoleh (misalnya, saat memecahkan masalah), serta untuk menetapkan dimensi besaran fisik.

Dasar fisik mekanika
Mekanika adalah bagian dari fisika yang mempelajari pola-pola gerakan mekanik dan penyebab yang menyebabkan atau mengubah gerakan ini. Gerakan mekanis adalah perubahan dari waktu ke waktu dalam posisi relatif tubuh atau bagian-bagiannya.
Perkembangan mekanika sebagai ilmu dimulai pada abad ke-3. SM e., ketika ilmuwan Yunani kuno Archimedes (287 - 212 SM) merumuskan hukum keseimbangan tuas dan hukum keseimbangan benda mengambang. Hukum dasar mekanika ditetapkan oleh fisikawan dan astronom Italia G. Galileo (1564 - 1642) dan akhirnya dirumuskan oleh ilmuwan Inggris I. Newton (1643 - 1727).
Mekanika Galileo - Newton disebut mekanika klasik. Ini mempelajari hukum gerak benda makroskopik yang kecepatannya kecil dibandingkan dengan kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Hukum gerak benda makroskopik dengan kecepatan sebanding dengan c dipelajari oleh mekanika relativistik berdasarkan teori relativitas khusus yang dirumuskan oleh A. Einstein (1879 - 1955). Untuk menggambarkan gerakan benda mikroskopis (atom individu dan partikel elementer), hukum mekanika klasik tidak dapat diterapkan - mereka digantikan oleh hukum mekanika kuantum.
Di bagian pertama kursus kita, kita akan berurusan dengan mekanika Galileo - Newton, yaitu, kita akan mempertimbangkan gerakan benda makroskopik dengan kecepatan yang jauh lebih kecil daripada kecepatan c. Dalam mekanika klasik, konsep ruang dan waktu, yang dikembangkan oleh I. Newton dan mendominasi ilmu pengetahuan alam selama abad 17 - 19, diterima secara umum. Mekanika Galileo - Newton menganggap ruang dan waktu sebagai bentuk objektif dari keberadaan materi, tetapi terpisah satu sama lain dan dari pergerakan benda-benda material, yang sesuai dengan tingkat pengetahuan saat itu.
Karena deskripsi mekanis bersifat visual dan familiar, dan dengan bantuannya dimungkinkan untuk menjelaskan banyak fenomena fisik, pada abad ke-19. beberapa fisikawan mulai mereduksi semua fenomena menjadi fenomena mekanis. Pandangan ini sejalan dengan materialisme mekanistik filosofis. Namun, perkembangan fisika lebih lanjut menunjukkan bahwa banyak fenomena fisik tidak dapat direduksi menjadi bentuk gerak yang paling sederhana - mekanik. Materialisme mekanistik harus memberi jalan kepada materialisme dialektis, yang mempertimbangkan jenis gerak materi yang lebih umum dan memperhitungkan semua keragaman dunia nyata.
Mekanika dibagi menjadi tiga bagian: 1) kinematika; 2) dinamika; 3) statis.
Kinematika mempelajari gerak benda tanpa mempertimbangkan penyebab yang menentukan gerak tersebut.
Dinamika mempelajari hukum gerak benda dan penyebab yang menyebabkan atau mengubah gerak ini.
Statika mempelajari hukum keseimbangan suatu sistem benda. Jika hukum gerak benda diketahui, maka hukum keseimbangan juga dapat ditetapkan darinya. Oleh karena itu, fisika tidak mempertimbangkan hukum statika secara terpisah dari hukum dinamika.

Nama: kursus fisika. 1990.

Manual ini disusun sesuai dengan program fisika untuk mahasiswa. Ini terdiri dari tujuh bagian, yang menguraikan dasar-dasar fisik mekanika, fisika molekuler dan termodinamika, listrik dan magnet, optik, fisika kuantum atom, molekul dan padatan, fisika inti atom dan partikel elementer. Manual menetapkan kontinuitas logis dan hubungan antara fisika klasik dan modern.
Perubahan telah dilakukan pada edisi kedua (1st-1985), pertanyaan kontrol dan tugas untuk solusi independen diberikan.

Buku teks ini ditulis sesuai dengan program saat ini dari kursus fisika untuk teknik dan spesialisasi teknis yang lebih tinggi lembaga pendidikan.
volume kecil panduan belajar dicapai melalui pemilihan yang cermat dan penyajian materi yang ringkas.
Buku ini terdiri dari tujuh bagian. Bagian pertama menyajikan presentasi yang sistematis pondasi fisik mekanika klasik, serta elemen teori relativitas khusus (swasta). Bagian kedua dikhususkan untuk dasar-dasar fisika molekuler dan termodinamika. Bagian ketiga berkaitan dengan elektrostatika, arus listrik searah dan elektromagnetisme. Pada bagian keempat, dikhususkan untuk presentasi osilasi dan gelombang, osilasi mekanik dan elektromagnetik dipertimbangkan secara paralel, persamaan dan perbedaannya ditunjukkan, dan proses fisik yang terjadi selama osilasi yang sesuai dibandingkan. Bagian kelima membahas unsur-unsur optik geometris dan elektronik, optik gelombang, dan sifat kuantum radiasi. Bagian keenam dikhususkan untuk unsur-unsur fisika kuantum atom, molekul dan padatan. Bagian ketujuh menguraikan unsur-unsur fisika inti atom dan partikel elementer.

DAFTAR ISI
Kata pengantar
pengantar
Pokok bahasan fisika dan hubungannya dengan ilmu-ilmu lain
Satuan besaran fisika
1. Pondasi fisik mekanik.
Bab 1. Elemen kinematika
1. Model dalam mekanika. Sistem referensi. Lintasan, panjang lintasan, vektor perpindahan
2. Kecepatan
3. Percepatan dan komponennya
4. Kecepatan sudut dan percepatan sudut
Tugas
Bab 2. Dinamika titik material dan gerak translasi benda tegar Gaya
6. hukum kedua Newton
7. hukum ketiga Newton
8. Gaya gesekan
9. Hukum kekekalan momentum. Pusat massa
10. Persamaan gerak benda dengan massa variabel
Tugas
Bab 3. Usaha dan Energi
11. Energi, usaha, daya
12. Energi kinetik dan potensial
13. Hukum kekekalan energi
14. Representasi grafis energi
15. Dampak benda yang benar-benar elastis dan tidak elastis
Tugas
Bab 4
16. Momen inersia
17. Energi kinetik rotasi
18. Momen gaya. Persamaan dinamika gerak rotasi benda tegar.
19. Momentum sudut dan hukum kekekalannya
20. As roda bebas. Giroskop
21. Deformasi benda tegar
Tugas
Bab 5 Elemen teori medan
22. Hukum Kepler. Hukum gravitasi
23. Gravitasi dan berat. Bobot 48 y 24. Medan gravitasi dan intensitasnya
25. Bekerja di medan gravitasi. Potensi medan gravitasi
26. Kecepatan kosmik
27. Kerangka acuan non-inersia. Gaya inersia
Tugas
Bab 6
28. Tekanan dalam cairan dan gas
29. Persamaan kontinuitas
30. Persamaan Bernoull dan konsekuensinya
31. Viskositas (gesekan internal). Rezim aliran fluida laminar dan turbulen
32. Metode untuk menentukan viskositas
33. Pergerakan benda dalam cairan dan gas
Tugas
Bab 7
35. Postulat dari teori relativitas khusus (swasta)
36. Transformasi Lorentz
37. Konsekuensi dari transformasi Lorentz
38. Interval antar acara
39. Hukum dasar dinamika relativistik suatu titik material
40. Hukum hubungan massa dan energi
Tugas

Bab 8
41. Metode penelitian. Hukum gas ideal yang berpengalaman
42. Persamaan Clapeyron - Mendeleev
43. Persamaan dasar teori molekul-kinetik gas ideal
44. Hukum Maxwell tentang distribusi molekul gas ideal menurut kecepatan dan energi gerak termal
45. Rumus barometrik. Distribusi Boltzmann
46. ​​Jumlah rata-rata tumbukan dan jalur bebas rata-rata molekul
47. Pembuktian eksperimental teori molekuler-kinetik
48. Fenomena transpor dalam sistem termodinamika tidak setimbang
49. Vakum dan cara mendapatkannya. Sifat-sifat gas yang sangat dimurnikan
Tugas
Bab 9. Dasar-dasar termodinamika.
50. Jumlah derajat kebebasan molekul. Hukum distribusi energi yang seragam pada derajat kebebasan molekul
51. Hukum pertama termodinamika
52. Kerja gas dengan perubahan volumenya
53. Kapasitas panas
54. Penerapan hukum pertama termodinamika pada isoproses
55. Proses adiabatik. Proses politropik
57. Entropi, interpretasi statistiknya dan hubungannya dengan probabilitas termodinamika
58. Hukum kedua termodinamika
59. Mesin panas dan lemari es Siklus Carnot dan efisiensinya untuk gas ideal
Tugas
Bab 10
61. Persamaan Van der Waals
62. Isoterm Van der Waals dan analisisnya
63. Energi internal gas nyata
64. Efek Joule-Thomson
65. Pencairan gas
66. Sifat-sifat cairan. Tegangan permukaan
67. Membasahi
68. Tekanan di bawah permukaan melengkung cairan
69. Fenomena kapiler
70. Benda padat. Mono- dan polikristal
71. Jenis padatan kristal
72. Cacat pada kristal
75. Transisi fase jenis pertama dan kedua
76. Diagram keadaan. tiga poin
Tugas
3. Listrik dan magnet
Bab 11
77. Hukum kekekalan muatan listrik
78. Hukum Coulomb
79. Medan elektrostatik. Kekuatan medan elektrostatik
80. Prinsip superposisi medan elektrostatik. medan dipol
81. Teorema Gauss untuk medan elektrostatik dalam ruang hampa
82. Penerapan teorema Gauss untuk perhitungan beberapa medan elektrostatik dalam ruang hampa
83. Sirkulasi vektor intensitas medan elektrostatik
84. Potensi medan elektrostatik
85. Tegangan sebagai gradien potensial. Permukaan ekuipotensial
86. Perhitungan beda potensial dari kekuatan medan
87. Jenis dielektrik. Polarisasi dielektrik
88. Polarisasi. Kuat medan dalam dielektrik
89. Pencampuran listrik. Teorema Gauss untuk medan elektrostatik dalam dielektrik
90. Kondisi pada antarmuka antara dua media dielektrik
91. Ferroelektrik
92. Konduktor dalam medan elektrostatik
93. Kapasitansi listrik dari konduktor soliter
94. Kapasitor
95. Energi sistem muatan, konduktor soliter dan kapasitor. Energi medan elektrostatik
Tugas
Bab 12
96. Arus listrik, kekuatan dan rapat arus
97. Kekuatan eksternal. Gaya gerak listrik dan tegangan
98. Hukum Ohm. Resistansi konduktor
99. Kerja dan daya. Hukum Joule-Lenz
100. Hukum Ohm untuk bagian rantai yang tidak homogen
101. Aturan Kirchhoff untuk rangkaian bercabang
Tugas
Bab 13
104. Fungsi kerja elektron dari logam
105. Fenomena emisi dan penerapannya
106. Ionisasi gas. Pelepasan gas yang tidak mandiri
107. Pelepasan gas independen dan jenisnya
108. Plasma dan sifat-sifatnya
Tugas
Bab 14
109. Medan magnet dan karakteristiknya
110. Hukum Biot - Savart - Laplace dan penerapannya pada perhitungan medan magnet
111. Hukum Ampere. Interaksi arus paralel
112. Konstanta magnetik. Satuan induksi magnet dan kekuatan medan magnet
113. Medan magnet dari muatan yang bergerak
114. Aksi medan magnet pada muatan yang bergerak
115. Pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet
117. Efek Hall
118. Sirkulasi vektor B medan magnet dalam ruang hampa
119. Medan magnet solenoida dan toroida
121. Bekerja untuk memindahkan konduktor dan sirkuit pembawa arus dalam medan magnet
Tugas
Bab 15
122. Fenomena induksi elektromagnetik (percobaan Faraday
123. Hukum Faraday dan turunannya dari hukum kekekalan energi
125. Arus Eddy (Arus Foucault
126. Induktansi rangkaian. induksi diri
127. Arus saat membuka dan menutup sirkuit
128. Induksi bersama
129. Transformer
130. Energi medan magnet
Tugas
Bab 16
131. Momen magnetik elektron dan atom
132. DNA- dan paramagnetisme
133. Magnetisasi. Medan magnet dalam materi
134. Kondisi pada antarmuka antara dua magnet
135. Ferromagnet dan sifat-sifatnya
136. Sifat feromagnetisme
Tugas
Bab 17
137. Medan listrik pusaran
138. Arus perpindahan
139. Persamaan Maxwell untuk medan elektromagnetik
4. Osilasi dan gelombang.
Bab 18
140. Osilasi harmonik dan karakteristiknya
141. Getaran harmonik mekanis
142. Osilator harmonik. Pegas, pendulum fisik dan matematika
144. Penambahan osilasi harmonik dengan arah dan frekuensi yang sama. ketukan
145. Penambahan osilasi yang saling tegak lurus
146. Persamaan diferensial osilasi teredam bebas (mekanik dan elektromagnetik) dan solusinya. Osilasi diri
147. Persamaan diferensial osilasi paksa (mekanik dan elektromagnetik) dan solusinya
148. Amplitudo dan fase osilasi paksa (mekanik dan elektromagnetik). Resonansi
149. Arus bolak-balik
150. Resonansi tegangan
151. Resonansi arus
152. Daya yang dilepaskan pada rangkaian arus bolak-balik
Tugas
Bab 19
153. Proses gelombang. Gelombang longitudinal dan transversal
154. Persamaan gelombang berjalan. kecepatan fase. persamaan gelombang
155. Prinsip superposisi. kecepatan grup
156. Interferensi gelombang
157. Gelombang berdiri
158. Gelombang suara
159. Efek Doppler dalam akustik
160. USG dan aplikasinya
Tugas
Bab 20
161. Produksi eksperimental gelombang elektromagnetik
162. Persamaan diferensial gelombang elektromagnetik
163. Energi gelombang elektromagnetik. Impuls medan elektromagnetik
164. Radiasi dipol. Penerapan gelombang elektromagnetik
Tugas
5. Optik. Sifat kuantum radiasi.
Bab 21. Elemen optik geometris dan elektronik.
165. Hukum dasar optik. refleksi total
166. Lensa tipis. Gambar benda menggunakan lensa
167. Penyimpangan (kesalahan) sistem optik
168. Besaran fotometrik dasar dan satuannya
Tugas
Bab 22
170. Pengembangan gagasan tentang sifat cahaya
171. Koherensi dan monokromatisitas gelombang cahaya
172. Interferensi cahaya
173. Metode untuk mengamati interferensi cahaya
174. Interferensi cahaya dalam film tipis
175. Penerapan interferensi cahaya
Bab 23
177. Metode zona Fresnel. Perambatan cahaya bujursangkar
178. Difraksi Fresnel oleh lubang bundar dan piringan
179. Difraksi Fraunhofer oleh satu celah
180. Difraksi Fraunhofer pada kisi difraksi
181. Kisi spasial. hamburan cahaya
182. Difraksi pada kisi spasial. Formula Wolfe-Braggs
183. Resolusi instrumen optik
184. Konsep holografi
Tugas
Bab 24. Interaksi gelombang elektromagnetik dengan materi.
185. Dispersi cahaya
186. Teori elektronik dispersi cahaya
188. Efek Doppler
189. Radiasi Vavilov-Cherenkov
Tugas
Bab 25
190. Cahaya alami dan terpolarisasi
191. Polarisasi cahaya selama pemantulan dan pembiasan pada batas dua dielektrik
192. Pembiasan ganda
193. Prisma dan polaroid terpolarisasi
194. Analisis cahaya terpolarisasi
195. Anisotropi optik buatan
196. Rotasi bidang polarisasi
Tugas
Bab 26. Sifat kuantum radiasi.
197. Radiasi termal dan karakteristiknya.
198. Hukum Kirchhoff
199. Hukum Stefan-Boltzmann dan perpindahan Wien
200. Rumus Rayleigh-Jeans dan Planck.
201. Pirometri optik. Sumber cahaya termal
203. Persamaan Einstein untuk efek fotolistrik eksternal. Konfirmasi eksperimental sifat kuantum cahaya
204. Penerapan efek fotolistrik
205. Massa dan momentum foton. tekanan ringan
206. Efek Compton dan teori dasarnya
207. Kesatuan sifat sel dan gelombang radiasi elektromagnetik
Tugas
6. Elemen fisika kuantum
Bab 27. Teori Bohr tentang atom hidrogen.
208. Model atom oleh Thomson dan Rutherford
209. Spektrum garis atom hidrogen
210. Postulat Bohr
211. Eksperimen Frank di Hertz
212. Spektrum atom hidrogen menurut Bohr
Tugas
Bab 28
213. Dualisme gelombang sel dari sifat-sifat materi
214. Beberapa sifat gelombang de Broglie
215. Hubungan ketidakpastian
216. Fungsi gelombang dan arti statistiknya
217. Persamaan umum Schrödinger. Persamaan Schrödinger untuk keadaan stasioner
218. Prinsip kausalitas dalam mekanika kuantum
219. Gerak partikel bebas
222. Osilator harmonik linier dalam mekanika kuantum
Tugas
Bab 29
223. Atom hidrogen dalam mekanika kuantum
224. Keadaan L sebuah elektron dalam atom hidrogen
225. Putaran elektron. Putar bilangan kuantum
226. Prinsip ketidakterbedaan partikel identik. Fermion dan boson
Mendeleev
229. Spektrum sinar-X
231. Spektrum molekul. Hamburan cahaya Raman
232. Penyerapan, emisi spontan dan terstimulasi
(laser
Tugas
Bab 30
234. Statistik kuantum. ruang fase. fungsi distribusi
235. Konsep statistik kuantum Bose-Einstein dan Fermi-Dirac
236. Gas elektron terdegenerasi dalam logam
237. Konsep teori kuantum kapasitas panas. phonols
238. Kesimpulan teori kuantum konduktivitas listrik logam oleh efek Josephson
Tugas
Bab 31
240. Konsep teori zona padatan
241. Logam, dielektrik dan semikonduktor menurut teori zona
242. Konduktivitas intrinsik semikonduktor
243. Konduktivitas pengotor semikonduktor
244. Fotokonduktivitas semikonduktor
245. Pendaran padatan
246. Kontak dua logam menurut teori pita
247. Fenomena termoelektrik dan penerapannya
248. Rektifikasi pada kontak logam-semikonduktor
250. Dioda dan trioda semikonduktor (transistor
Tugas
7. Unsur fisika inti atom dan partikel elementer.
Bab 32
252. Cacat massa dan energi ikat, inti
253. Putaran inti dan momen magnetnya
254. Kekuatan nuklir. Model Kernel
255. Radiasi radioaktif dan jenisnya Aturan perpindahan
257. Keteraturan peluruhan a
259. Radiasi gamma dan sifat-sifatnya
260. Penyerapan resonansi radiasi (efek Mössbauer)
261. Metode pengamatan dan pendaftaran radiasi dan partikel radioaktif
262. Reaksi nuklir dan jenis utamanya
263. Positron. Membusuk. Tangkapan elektronik
265. Reaksi fisi nuklir
266. Reaksi berantai dari fisi
267. Konsep energi nuklir
268. Reaksi peleburan inti atom. Masalah reaksi termonuklir terkendali
Tugas
Bab 33
269. Radiasi kosmik
270. Muon dan sifat-sifatnya
271. Meson dan sifat-sifatnya
272. Jenis interaksi partikel elementer
273. Partikel dan antipartikel
274. Hyperon. Keanehan dan paritas partikel elementer
275. Klasifikasi partikel elementer. Quark
Tugas
Hukum dan rumus dasar
1. Dasar fisika mekanika
2. Dasar-dasar fisika molekuler dan termodinamika
4. Osilasi dan gelombang
5. Optik. Sifat kuantum radiasi
6. Unsur fisika kuantum atom, molekul dan padatan
7. Unsur fisika inti atom dan partikel elementer
Indeks subjek

edisi ke-11, ster. - M.: 2006.- 560 hal.

Buku teks (edisi ke-9, direvisi dan diperluas, 2004) terdiri dari tujuh bagian, yang menguraikan dasar-dasar fisika mekanika, fisika molekuler dan termodinamika, listrik dan magnet, optik, fisika kuantum atom, molekul dan padatan, fisika atom inti dan dasar. partikel. Pertanyaan menggabungkan osilasi mekanik dan elektromagnetik telah diselesaikan secara rasional. Kontinuitas logis dan hubungan antara fisika klasik dan modern dibangun. Pertanyaan kontrol dan tugas untuk solusi independen diberikan.

Untuk mahasiswa teknik dan spesialisasi teknis dari institusi pendidikan tinggi.

Format: pdf/zip (11- ed., 2006, 560-an.)

Ukuran: 6 MB

Unduh:

RGhost

1. Pondasi fisik mekanik.
Bab 1. Elemen kinematika

1. Model dalam mekanika. Sistem referensi. Lintasan, panjang lintasan, vektor perpindahan

2. Kecepatan

3. Percepatan dan komponennya

4. Kecepatan sudut dan percepatan sudut

Tugas

Bab 2. Dinamika titik material dan gerak translasi benda tegar Gaya

6. hukum kedua Newton

7. hukum ketiga Newton

8. Gaya gesekan

9. Hukum kekekalan momentum. Pusat massa

10. Persamaan gerak benda dengan massa variabel

Tugas

Bab 3. Usaha dan Energi

11. Energi, usaha, daya

12. Energi kinetik dan potensial

13. Hukum kekekalan energi

14. Representasi grafis energi

15. Dampak benda yang benar-benar elastis dan tidak elastis

Tugas

Bab 4

16. Momen inersia

17. Energi kinetik rotasi

18. Momen gaya. Persamaan dinamika gerak rotasi benda tegar.

19. Momentum sudut dan hukum kekekalannya
20. As roda bebas. Giroskop
21. Deformasi benda tegar
Tugas

Bab 5 Elemen teori medan
22. Hukum Kepler. Hukum gravitasi
23. Gravitasi dan berat. Bobot.. 48 y 24. Medan gravitasi dan kekuatannya
25. Bekerja di medan gravitasi. Potensi medan gravitasi
26. Kecepatan kosmik

27. Kerangka acuan non-inersia. Gaya inersia
Tugas

Bab 6
28. Tekanan dalam cairan dan gas
29. Persamaan kontinuitas
30. Persamaan Bernoull dan konsekuensinya
31. Viskositas (gesekan internal). Rezim aliran fluida laminar dan turbulen
32. Metode untuk menentukan viskositas
33. Pergerakan benda dalam cairan dan gas

Tugas
Bab 7
35. Postulat dari teori relativitas khusus (swasta)
36. Transformasi Lorentz
37. Konsekuensi dari transformasi Lorentz
38. Interval antar acara
39. Hukum dasar dinamika relativistik suatu titik material
40. Hukum hubungan massa dan energi
Tugas

2. Dasar-dasar fisika molekuler dan termodinamika
Bab 8
41. Metode penelitian. Hukum gas ideal yang berpengalaman
42. Persamaan Clapeyron - Mendeleev
43. Persamaan dasar teori molekul-kinetik gas ideal
44. Hukum Maxwell tentang distribusi molekul gas ideal menurut kecepatan dan energi gerak termal
45. Rumus barometrik. Distribusi Boltzmann
46. ​​Jumlah rata-rata tumbukan dan jalur bebas rata-rata molekul
47. Pembuktian eksperimental teori molekuler-kinetik
48. Fenomena transpor dalam sistem termodinamika tidak setimbang
49. Vakum dan metode mendapatkannya. Sifat-sifat gas yang sangat dimurnikan
Tugas

Bab 9. Dasar-dasar termodinamika.
50. Jumlah derajat kebebasan molekul. Hukum distribusi energi yang seragam pada derajat kebebasan molekul
51. Hukum pertama termodinamika
52. Kerja gas dengan perubahan volumenya
53. Kapasitas panas
54. Penerapan hukum pertama termodinamika pada isoproses
55. Proses adiabatik. Proses politropik
57. Entropi, interpretasi statistiknya dan hubungannya dengan probabilitas termodinamika
58. Hukum kedua termodinamika
59. Mesin panas dan lemari es Siklus Carnot dan efisiensinya untuk gas ideal
Tugas
Bab 10
61. Persamaan Van der Waals
62. Isoterm Van der Waals dan analisisnya
63. Energi internal gas nyata
64. Efek Joule-Thomson
65. Pencairan gas
66. Sifat-sifat cairan. Tegangan permukaan
67. Membasahi
68. Tekanan di bawah permukaan melengkung cairan
69. Fenomena kapiler
70. Benda padat. Mono- dan polikristal
71. Jenis padatan kristal
72. Cacat pada kristal
75. Transisi fase jenis pertama dan kedua
76. Diagram keadaan. tiga poin
Tugas

3. Listrik dan magnet
Bab 11
77. Hukum kekekalan muatan listrik
78. Hukum Coulomb
79. Medan elektrostatik. Kekuatan medan elektrostatik
80. Prinsip superposisi medan elektrostatik. medan dipol
81. Teorema Gauss untuk medan elektrostatik dalam ruang hampa
82. Penerapan teorema Gauss untuk perhitungan beberapa medan elektrostatik dalam ruang hampa
83. Sirkulasi vektor kekuatan medan elektrostatik
84. Potensi medan elektrostatik
85. Tegangan sebagai gradien potensial. Permukaan ekuipotensial
86. Perhitungan beda potensial dari kekuatan medan
87. Jenis dielektrik. Polarisasi dielektrik
88. Polarisasi. Kuat medan dalam dielektrik
89. Pencampuran listrik. Teorema Gauss untuk medan elektrostatik dalam dielektrik
90. Kondisi pada antarmuka antara dua media dielektrik
91. Ferroelektrik
92. Konduktor dalam medan elektrostatik
93. Kapasitansi listrik dari konduktor soliter
94. Kapasitor
95. Energi sistem muatan, konduktor soliter dan kapasitor. Energi medan elektrostatik
Tugas
Bab 12
96. Arus listrik, kekuatan dan rapat arus
97. Kekuatan eksternal. Gaya gerak listrik dan tegangan
98. Hukum Ohm. Resistansi konduktor

99. Kerja dan daya. Hukum Joule-Lenz
100. Hukum Ohm untuk bagian rantai yang tidak homogen
101. Aturan Kirchhoff untuk rangkaian bercabang
Tugas
Bab 13
104. Fungsi kerja elektron dari logam
105. Fenomena emisi dan penerapannya
106. Ionisasi gas. Pembuangan gas yang tidak mandiri
107. Pelepasan gas independen dan jenisnya
108. Plasma dan sifat-sifatnya
Tugas

Bab 14
109. Medan magnet dan karakteristiknya
110. Hukum Biot - Savart - Laplace dan penerapannya pada perhitungan medan magnet
111. Hukum Ampere. Interaksi arus paralel
112. Konstanta magnetik. Satuan induksi magnet dan kekuatan medan magnet
113. Medan magnet dari muatan yang bergerak
114. Aksi medan magnet pada muatan yang bergerak
115. Pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet
117. Efek Hall
118. Sirkulasi vektor B medan magnet dalam ruang hampa
119. Medan magnet solenoida dan toroida
121. Bekerja untuk memindahkan konduktor dan sirkuit pembawa arus dalam medan magnet
Tugas

Bab 15
122. Fenomena induksi elektromagnetik (percobaan Faraday
123. Hukum Faraday dan turunannya dari hukum kekekalan energi
125. Arus Eddy (Arus Foucault
126. Induktansi rangkaian. induksi diri
127. Arus saat membuka dan menutup sirkuit
128. Induksi bersama
129. Transformer
130. Energi medan magnet
dacha
Bab 16
131. Momen magnetik elektron dan atom
132. DNA- dan paramagnetisme
133. Magnetisasi. Medan magnet dalam materi
134. Kondisi pada antarmuka antara dua magnet
135. Ferromagnet dan sifat-sifatnya

136. Sifat feromagnetisme
Tugas
Bab 17
137. Medan listrik pusaran
138. Arus perpindahan
139. Persamaan Maxwell untuk medan elektromagnetik

4. Osilasi dan gelombang.
Bab 18
140. Osilasi harmonik dan karakteristiknya
141. Getaran harmonik mekanis
142. Osilator harmonik. Pegas, pendulum fisik dan matematika
144. Penambahan osilasi harmonik dengan arah dan frekuensi yang sama. ketukan
145. Penambahan osilasi yang saling tegak lurus
146. Persamaan diferensial osilasi teredam bebas (mekanik dan elektromagnetik) dan solusinya. Osilasi diri
147. Persamaan diferensial osilasi paksa (mekanik dan elektromagnetik) dan solusinya
148. Amplitudo dan fase osilasi paksa (mekanik dan elektromagnetik). Resonansi
149. Arus bolak-balik
150. Resonansi tegangan
151. Resonansi arus
152. Daya yang dilepaskan pada rangkaian arus bolak-balik
Tugas

Bab 19
153. Proses gelombang. Gelombang longitudinal dan transversal
154. Persamaan gelombang berjalan. kecepatan fase. persamaan gelombang

155. Prinsip superposisi. kecepatan grup
156. Interferensi gelombang
157. Gelombang berdiri
158. Gelombang suara
159. Efek Doppler dalam akustik
160. USG dan aplikasinya

Tugas

Bab 20
161. Produksi eksperimental gelombang elektromagnetik
162. Persamaan diferensial gelombang elektromagnetik

163. Energi gelombang elektromagnetik. Impuls medan elektromagnetik

164. Radiasi dipol. Penerapan gelombang elektromagnetik
Tugas

5. Optik. Sifat kuantum radiasi.

Bab 21. Elemen optik geometris dan elektronik.
165. Hukum dasar optik. refleksi total
166. Lensa tipis. Gambar benda menggunakan lensa
167. Penyimpangan (kesalahan) sistem optik
168. Besaran fotometrik dasar dan satuannya
Tugas
Bab 22
170. Pengembangan gagasan tentang sifat cahaya
171. Koherensi dan monokromatisitas gelombang cahaya
172. Interferensi cahaya
173. Metode untuk mengamati interferensi cahaya
174. Interferensi cahaya dalam film tipis
175. Penerapan interferensi cahaya
Bab 23
177. Metode zona Fresnel. Perambatan cahaya bujursangkar
178. Difraksi Fresnel oleh lubang bundar dan piringan
179. Difraksi Fraunhofer oleh satu celah
180. Difraksi Fraunhofer pada kisi difraksi
181. Kisi spasial. hamburan cahaya
182. Difraksi pada kisi spasial. Formula Wolfe-Braggs
183. Resolusi instrumen optik
184. Konsep holografi
Tugas

Bab 24. Interaksi gelombang elektromagnetik dengan materi.
185. Dispersi cahaya
186. Teori elektronik dispersi cahaya
188. Efek Doppler
189. Radiasi Vavilov-Cherenkov

Tugas
Bab 25
190. Cahaya alami dan terpolarisasi
191. Polarisasi cahaya selama pemantulan dan pembiasan pada batas dua dielektrik
192. Pembiasan ganda
193. Prisma dan polaroid terpolarisasi
194. Analisis cahaya terpolarisasi

195. Anisotropi optik buatan
196. Rotasi bidang polarisasi

Tugas

Bab 26. Sifat kuantum radiasi.
197. Radiasi termal dan karakteristiknya.

198. Hukum Kirchhoff
199. Hukum Stefan-Boltzmann dan perpindahan Wien

200. Rumus Rayleigh-Jeans dan Planck.
201. Pirometri optik. Sumber cahaya termal
203. Persamaan Einstein untuk efek fotolistrik eksternal. Konfirmasi eksperimental sifat kuantum cahaya
204. Penerapan efek fotolistrik
205. Massa dan momentum foton. tekanan ringan
206. Efek Compton dan teori dasarnya
207. Kesatuan sifat sel dan gelombang radiasi elektromagnetik
Tugas

6. Elemen fisika kuantum

Bab 27. Teori Bohr tentang atom hidrogen.

208. Model atom oleh Thomson dan Rutherford
209. Spektrum garis atom hidrogen
210. Postulat Bohr
211. Eksperimen Frank di Hertz
212. Spektrum atom hidrogen menurut Bohr

Tugas

Bab 28
213. Dualisme gelombang sel dari sifat-sifat materi
214. Beberapa sifat gelombang de Broglie
215. Hubungan ketidakpastian
216. Fungsi gelombang dan arti statistiknya
217. Persamaan umum Schrödinger. Persamaan Schrödinger untuk keadaan stasioner
218. Prinsip kausalitas dalam mekanika kuantum
219. Gerak partikel bebas
222. Osilator harmonik linier dalam mekanika kuantum
Tugas
Bab 29
223. Atom hidrogen dalam mekanika kuantum
224. Keadaan L sebuah elektron dalam atom hidrogen
225. Putaran elektron. Putar bilangan kuantum
226. Prinsip ketidakterbedaan partikel identik. Fermion dan boson
Mendeleev
229. Spektrum sinar-X
231. Spektrum molekul. Hamburan cahaya Raman
232. Penyerapan, emisi spontan dan terstimulasi
(laser
Tugas
Bab 30
234. Statistik kuantum. ruang fase. fungsi distribusi
235. Konsep statistik kuantum Bose-Einstein dan Fermi-Dirac
236. Gas elektron terdegenerasi dalam logam
237. Konsep teori kuantum kapasitas panas. phonols
238. Kesimpulan teori kuantum konduktivitas listrik logam
! efek Yusuf
Tugas
Bab 31
240. Konsep teori zona padatan
241. Logam, dielektrik dan semikonduktor menurut teori zona
242. Konduktivitas intrinsik semikonduktor
243. Konduktivitas pengotor semikonduktor
244. Fotokonduktivitas semikonduktor
245. Pendaran padatan
246. Kontak dua logam menurut teori pita
247. Fenomena termoelektrik dan penerapannya
248. Rektifikasi pada kontak logam-semikonduktor
250. Dioda dan trioda semikonduktor (transistor
Tugas

7. Unsur fisika inti atom dan partikel elementer.

Bab 32

252. Cacat massa dan energi ikat, inti

253. Putaran inti dan momen magnetnya

254. Kekuatan nuklir. Model Kernel

255. Radiasi radioaktif dan jenisnya Aturan perpindahan

257. Keteraturan peluruhan a

259. Radiasi gamma dan sifat-sifatnya.

260. Penyerapan resonansi radiasi-y (efek Mössbauer

261. Metode pengamatan dan pendaftaran radiasi dan partikel radioaktif

262. Reaksi nuklir dan jenis utamanya

263. Positron. /> -Penguraian. Tangkapan elektronik

265. Reaksi fisi nuklir
266. Reaksi berantai dari fisi
267. Konsep energi nuklir
268. Reaksi peleburan inti atom. Masalah reaksi termonuklir terkendali
Tugas
Bab 33
269. Radiasi kosmik
270. Muon dan sifat-sifatnya
271. Meson dan sifat-sifatnya
272. Jenis interaksi partikel elementer
273. Partikel dan antipartikel
274. Hyperon. Keanehan dan paritas partikel elementer
275. Klasifikasi partikel elementer. Quark
Tugas
Hukum dan rumus dasar
1. Dasar fisika mekanika
2. Dasar-dasar fisika molekuler dan termodinamika
4. Osilasi dan gelombang
5. Optik. Sifat kuantum radiasi
6. Unsur fisika kuantum atom, molekul dan padatan

7. Unsur fisika inti atom dan partikel elementer
Indeks subjek

T.I. Trofimov

DENGAN BAIK

FISIKA

Edisi ketujuh, stereotip

RDIREKOMENDASIKANMMENTERI PENDIDIKAN

ROSSIFEDERASI SEBAGAI BANTUAN MENGAJAR

UNTUK TEKNIK- KHUSUS TEKNIS

INSTITUSI PENDIDIKAN TINGGI

LULUSAN SEKOLAH

2003

Reviewer: Profesor Departemen Fisika dinamai A.M. Pabrikan Moskow lembaga energi (Universitas Teknik) V.A. Kasyanov

ISBN 5-06-003634-0

Sekolah Tinggi "Rumah Penerbitan" Federal State Unitary Enterprise ", 2003

Tata letak asli publikasi ini adalah milik penerbit Vysshaya Shkola, dan reproduksi (reproduksi) dengan cara apa pun tanpa persetujuan penerbit dilarang.

KATA PENGANTAR

Buku teks ini ditulis sesuai dengan program kursus fisika saat ini untuk spesialisasi teknik dan teknik dari lembaga pendidikan tinggi dan ditujukan untuk siswa dari lembaga pendidikan tinggi teknik. bentuk harian pelatihan dengan jumlah jam terbatas dalam fisika, dengan kemungkinan penggunaannya di malam hari dan dalam ketidakhadiran sedang belajar.

Volume kecil buku teks dicapai melalui pemilihan yang cermat dan penyajian materi yang ringkas.

Buku ini terdiri dari tujuh bagian. Pada bagian pertama, disajikan secara sistematis dasar-dasar fisik mekanika klasik, dan unsur-unsur teori relativitas khusus (khusus) juga dipertimbangkan. Bagian kedua dikhususkan untuk dasar-dasar fisika molekuler dan termodinamika. Bagian ketiga berkaitan dengan elektrostatika, arus listrik searah dan elektromagnetisme. Pada bagian keempat, dikhususkan untuk presentasi teori osilasi dan gelombang, osilasi mekanik dan elektromagnetik dipertimbangkan secara paralel, persamaan dan perbedaannya ditunjukkan, dan proses fisik yang terjadi selama osilasi yang sesuai dibandingkan. Bagian kelima membahas unsur-unsur optik geometris dan elektronik, optik gelombang, dan sifat kuantum radiasi. Bagian keenam dikhususkan untuk unsur-unsur fisika kuantum atom, molekul dan padatan. Bagian ketujuh menguraikan unsur-unsur fisika inti atom dan partikel elementer.

Penyajian materi dilakukan tanpa perhitungan matematis yang rumit, dengan memperhatikan esensi fisik dari fenomena dan konsep serta hukum yang menjelaskannya, serta kelangsungan fisika modern dan klasik. Semua data biografi diberikan menurut buku karya Yu. A. Khramov "Fisika" (M.: Nauka, 1983).

Untuk penunjukan besaran vektor dalam semua gambar dan dalam teks, huruf tebal digunakan, kecuali untuk besaran yang ditunjukkan dengan huruf Yunani, yang karena alasan teknis, diketik dalam teks dengan huruf terang dengan panah.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada rekan-rekan dan pembaca yang telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan buku ini. Saya terutama berterima kasih kepada Profesor V. A. Kasyanov karena telah meninjau buku teks dan atas komentarnya.

PENGANTAR

MATA PELAJARAN FISIKA DAN HUBUNGANNYA DENGAN ILMU LAIN

Dunia di sekitar Anda, segala sesuatu yang ada di sekitar kita dan dideteksi oleh kita melalui sensasi, adalah materi.

Gerak adalah sifat integral dari materi dan bentuk keberadaannya. Gerakan dalam arti luas adalah semua jenis perubahan materi - dari perpindahan sederhana ke proses berpikir yang paling kompleks.

Berbagai bentuk gerak materi dipelajari oleh berbagai ilmu pengetahuan, termasuk fisika. Subjek fisika, seperti halnya ilmu apa pun, hanya dapat diungkapkan jika disajikan secara rinci. Agak sulit untuk memberikan definisi yang tegas tentang subjek fisika, karena batas-batas antara fisika dan sejumlah disiplin ilmu terkait bersifat arbitrer. Pada tahap perkembangan ini, tidak mungkin mempertahankan definisi fisika hanya sebagai ilmu alam.

Akademisi A.F. Ioffe (1880-1960; fisikawan Rusia) mendefinisikan fisika sebagai ilmu yang mempelajari sifat-sifat umum dan hukum gerak materi dan medan. Sekarang diterima secara umum bahwa semua interaksi dilakukan melalui medan, seperti medan gaya gravitasi, elektromagnetik, nuklir. Lapangan, bersama dengan materi, adalah salah satu bentuk keberadaan ibu. Hubungan yang tak terpisahkan antara bidang dan materi, serta perbedaan dalam sifat-sifatnya, akan dipertimbangkan saat kursus berlangsung.

Fisika adalah ilmu yang paling sederhana dan sekaligus bentuk paling umum dari gerak materi dan transformasi timbal baliknya. Bentuk-bentuk gerak materi yang dipelajari oleh fisika (mekanik, termal, dll.) ada di semua bentuk gerak materi yang lebih tinggi dan lebih kompleks (kimia, biologi, dll.). Oleh karena itu mereka, sebagai yang paling sederhana, pada saat yang sama merupakan bentuk gerak materi yang paling umum. Bentuk gerak materi yang lebih tinggi dan lebih kompleks adalah subjek studi ilmu-ilmu lain (kimia, biologi, dll.).

Fisika erat kaitannya dengan ilmu-ilmu alam. Hubungan erat fisika dengan cabang ilmu alam lainnya, seperti yang dicatat oleh akademisi S. I. Vavilov (1891-1955; fisikawan dan tokoh masyarakat Rusia), mengarah pada fakta bahwa fisika telah berkembang menjadi astronomi, geologi, kimia, biologi, dan ilmu-ilmu alam lainnya dengan akar terdalam. . Akibatnya, sejumlah disiplin ilmu baru yang terkait terbentuk, seperti astrofisika, biofisika, dll.

Fisika juga erat kaitannya dengan teknologi, dan hubungan ini bersifat dua arah. Fisika tumbuh dari kebutuhan teknologi (perkembangan mekanika di antara orang Yunani kuno, misalnya, disebabkan oleh tuntutan konstruksi dan peralatan militer saat itu), dan teknologi, pada gilirannya, menentukan arah penelitian fisik (untuk misalnya, pada suatu waktu tugas menciptakan mesin panas paling ekonomis menyebabkan perkembangan termodinamika yang badai). Di sisi lain, tingkat teknis produksi tergantung pada perkembangan fisika. Fisika adalah dasar untuk penciptaan cabang-cabang teknologi baru (teknologi elektronik, teknologi nuklir, dll).

Laju pesat perkembangan fisika, hubungannya yang berkembang dengan teknologi menunjukkan peran penting kursus fisika di perguruan tinggi teknik: ini adalah dasar mendasar untuk pelatihan teoretis seorang insinyur, yang tanpanya aktivitasnya yang sukses tidak mungkin dilakukan.

ESATUAN PENGUKURAN FISIK

Metode penelitian utama dalam fisika adalah sebuah pengalaman- berdasarkan praktik, pengetahuan sensorik-empiris tentang realitas objektif, yaitu, pengamatan fenomena yang diteliti di bawah kondisi yang diperhitungkan secara tepat yang memungkinkan untuk memantau jalannya fenomena dan berulang kali mereproduksinya ketika kondisi ini diulang.

Hipotesis diajukan untuk menjelaskan fakta eksperimental.

Hipotesa- ini adalah asumsi ilmiah yang diajukan untuk menjelaskan suatu fenomena dan membutuhkan verifikasi eksperimental dan pembenaran teoretis untuk menjadi teori ilmiah yang andal.

Sebagai hasil dari generalisasi fakta eksperimental, serta hasil kegiatan orang, hukum fisika- pola objektif berulang yang stabil yang ada di alam. Hukum yang paling penting menetapkan hubungan antara kuantitas fisik, yang diperlukan untuk mengukur kuantitas ini. Pengukuran besaran fisika adalah tindakan yang dilakukan dengan bantuan alat ukur untuk menemukan nilai besaran fisika dalam satuan yang diterima. Satuan besaran fisika dapat dipilih secara sewenang-wenang, tetapi kemudian timbul kesulitan dalam membandingkannya. Oleh karena itu, disarankan untuk memperkenalkan sistem satuan yang mencakup satuan semua besaran fisis.

Untuk membangun sistem satuan, satuan dipilih secara sewenang-wenang untuk beberapa besaran fisis independen. Satuan ini disebut dasar. Besaran-besaran yang tersisa dan satuannya diturunkan dari hukum-hukum yang berkaitan dengan besaran-besaran ini dan unit dengan yang utama. Mereka disebut derivatif.

Saat ini, itu wajib untuk digunakan dalam ilmiah, serta dalam sastra pendidikan Sistem Internasional (SI), yang didasarkan pada tujuh unit dasar - meter, kilogram, sekon, ampere, kelvin, mol, candela - dan dua tambahan lainnya - radian dan steradian.

Meter(m) adalah panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458 s. Kilogram(kg) - massa yang sama dengan massa prototipe internasional kilogram (silinder platinum-iridium disimpan di Biro Berat dan Ukuran Internasional di Sevres, dekat Paris).

Kedua(s) - waktu yang sama dengan 9 192631770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hiperhalus dari keadaan dasar atom cesium-133.

Amper(A) - kekuatan arus yang tidak berubah, yang, ketika melewati dua konduktor bujursangkar paralel dengan panjang tak terbatas dan penampang yang dapat diabaikan, terletak dalam ruang hampa pada jarak 1 m dari satu sama lain, menciptakan gaya antara konduktor ini sama dengan 2⋅10 -7 N untuk setiap panjang meter.

Kelvin(K) - 1/273,16 bagian dari suhu termodinamika titik tripel air.

tahi lalat(mol) - jumlah zat suatu sistem yang mengandung elemen struktural sebanyak atom dalam nuklida 12 C dengan massa 0,012 kg.

candela(cd) - intensitas cahaya dalam arah tertentu dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 "10 12 Hz, intensitas energi yang dalam arah ini adalah 1/683 W / sr.

Radian(rad) - sudut antara dua jari-jari lingkaran, panjang busur di antaranya sama dengan jari-jari.

Steradian(cp) - sudut padat dengan titik di tengah bola, memotong dari permukaan bola area yang sama dengan luas bujur sangkar dengan sisi sama dengan jari-jari bola.

Untuk menetapkan satuan turunan, digunakan hukum fisika yang menghubungkannya dengan satuan dasar. Misalnya, dari rumus untuk gerak lurus beraturan v=st (s- jarak yang ditempuh, t- waktu) satuan turunan kecepatan adalah 1 m/s.